基于靶点精确定位的rTMS治疗抑郁症脑网络机制研究

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) targeting the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) is an important therapeutic method for treatment resistant depression(TRD). However, the accuracy of existing positioning method for left DLPFC is low, which significantly influences the efficacy of rTMS. Exploring accurate target positioning method is an important direction for rTMS studies. It has been showed that metabolic activity of subgenual anterior cingulate cortex(sgACC) influence the efficacy of rTMS for depression. And for the stimulated subregions of left DLPFC, the more significant negative functional connectivity with sgACC, the better efficacy of rTMS for depression. We hypothesized that: 1. the left DLPFC subregion which shows most significant negative functional connectivity with sgACC is optimal stimulation target of rTMS for depression. 2.rTMS treats depression by modulating sgACC related brain networks. We combine clinical and resting state fMRI method, observe the efficacy of rTMS for TRD , which targets the subregion of the left DLPFC that show most significant negative functional connectivity with sgACC, and clarify the changes of brain networks before and after rTMS treatment. Our study proposes new positioning method of left DLPFC, promotes clinical applications of rTMS for depression, and also deepen understanding of mechanisms for rTMS on depression, which has clinical application value and theoretical significance.

靶点为左侧背外侧前额叶（DLPFC）的重复经颅磁刺激（rTMS）是治疗难治性抑郁症（TRD）的重要手段。但现有的靶点定位方法精确度低，显著影响rTMS疗效。探索精确的靶点定位方法是rTMS研究的重要方向。研究表明前扣带回膝下部（sgACC）代谢活动影响rTMS对抑郁症疗效；且左侧DLPFC刺激区域与sgACC负性功能连接越显著，rTMS治疗抑郁症效果越好。本研究假设：1.与sgACC负性功能连接最显著的左侧DLPFC区域是rTMS治疗抑郁症的最佳刺激靶点；2.rTMS通过调节sgACC相关脑网络连接治疗抑郁症。我们结合临床和静息态fMRI方法，观察基于sgACC功能连接精确定位左侧DLPFC刺激靶点的rTMS对TRD的疗效，明确rTMS治疗前后脑网络连接变化。研究发展准确有效的左侧DLPFC刺激靶点定位方法，推动rTMS治疗抑郁症的临床应用，加深对其治疗机制的理解，具有临床和理论双重意义。

本项目应用靶点精确定位rTMS治疗抑郁症患者，在项目实施过程，拓展思路，将rTMS延伸至物理干预治疗领域，由抑郁症研究进一步扩展至阿尔茨海默病研究，提升了研究的广度。采集了抑郁症患者物理干预前后行为学、多模态功能磁共振、事件诱发电位数据150余例，并完成一项rTMS治疗早期阿尔茨海默病的临床随机对照试验。已发表或接受SCI文章12篇，项目负责第一作者或并列第一作者8篇。.主要成果如下：（1）靶点定位于伏隔核功能连接最显著的左侧DLPFC区域的rTMS治疗抑郁症的疗效显著，并可调节左侧中央后回至左侧角回的功能连接、ERP中相关信号波幅（金钱奖赏任务：cue_N2、cue_P3波幅；停止信号任务：P3波幅）；（2）靶点定位于左侧DLPFC区域的rTMS能够显著改善早期阿尔茨海默病患者的联想记忆功能及整体认知功能表现、日常生活能力及焦虑抑郁症状。rs-fMRI数据分析发现，rTMS治疗后，左侧DLPFC与左侧额下回、左侧额中回的功能连接强度明显增加；与右侧颞中回、左侧枕下回、左侧颞中回的功能连接强度减弱；（3）tDCS是另一种无创调控脑网络的物理干预方法，我们研究发现tDCS刺激眶额叶可以显著改善抑郁症患者的抑郁情绪和快感缺失症状；（4）ECT是另一种广泛应用于抑郁症治疗的物理干预方法，我们的研究从脑的结构改变，到脑功能网络、脑功能亚区的改变，结合功能连接及有效连接，深入明确了前额叶、海马及角回在ECT治疗抑郁症的重要作用。.本项研究结果发现靶点精确定位的rTMS治疗抑郁症具有明显的疗效，且将rTMS拓展至早期阿尔茨海默病的治疗中，并开展临床随机对照试验，为rTMS治疗早期阿尔茨海默病提供了高质量的循证医学依据，将进一步推动rTMS应用临床治疗抑郁症及阿尔茨海默病。此外，深入系统的明确了ECT治疗抑郁症的神经机制，对于改善ECT治疗模式，提高其抗抑郁效果、降低认知损害副作用具有指导意义。